15. Технологическая обвязка биореакторов

Технологическая обвязка биореактора должна обеспечивать условия для роста микроорганизмов и синтеза целевого продукта. Конструкции биореакторов различны, но все они обеспечивают защиту содержимого аппарата от посторонней микрофлоры, аэрацию, перемешивание с отражением потока вращяющейся жидкости и отвод теплоты.

На крышке имеются штуцеры, к которым подведены: линия входа и выхода воздуха, материальная линия для загрузки питательной среды, посевная линия от посевного аппарата, линия подачи пеногасителя и линии подачи различных растворов, труба для передавливания жидкости в другой аппарат. На боковой стенки имеется штуцер для отбора проб содержимого. В днище аппарата имеется штуцер для слива. Ко всем трубопроводам, соединенным с внутренней полостью аппарата, для их стерилизации подведены паровые трубопроводы и предусмотрен сток конденсата. На каждой из таких линий поставлено не менее двух вентилей, отрезок трубы между которыми находится непрерывно под паровым затвором, пока линия не используется по назначению.

Биореакторы изготавливают из высоколегированных марок сталей. Внутренняя поверхность должна быть отполирована. Емкость выбирается с учетом рабочего объема, который обычно не превышает 0,7 общего объема. Кроме этого биореакторы для регулирования физико- химических параметров имеют приборы измерения и регулирования температуры, водородного показателя, Приборы позволяют контролировать растворенный кислород, содержание углекислого газа, электрический потенциал, скорость вращения мешалки, давления, расхода воздуха на аэрацию, пеногашение и т.п.

Соответствующая гидродинамическая обстановка в биореакторе, т. е. процессы тепло- и массообмена, поддерживаются с помощью специальной конструкции перемешивающих устройств, барбатеров и наличия отражающих перегородок.

Мешалки условно разделяются на две группы: быстроходные (пропеллерные, турбинные, лопастные) и тихоходные (якорные, рамные, ленточные, скребковые).

Барбатеры служат для разбивания потока воздуха на отдельные струи. Струя распадается на отдельные пузыри на высоте около 7см от барбатера. Барбатеры бывают лучевые, кольцевые, квадратные, трубчатые.

Отражающие перегородки не допускают неэффективного при аэрации вращения жидкости в аппарате и увеличивают потребляемую мощность мешалок. При их отсутствии вокруг вала мешалки образуется воронка, происходит завихрение жидкости.